JP2007192874A - Conductive roller - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、導電性ローラ、特に複写機、ファクシミリ、プリンタ等の電子写真複写装置に使用する導電性ローラに関するものである。 The present invention relates to a conductive roller, and more particularly to a conductive roller used in an electrophotographic copying apparatus such as a copying machine, a facsimile machine, and a printer.
従来、電子写真複写装置等に使用される導電性ローラの一つとして、ポリウレタン発泡体からなる弾性層を備える導電性ローラが知られている（特許文献１）。前記ポリウレタン発泡体からなる弾性層は、あらかじめ金属製等のシャフトを配置し、予熱した内面が円筒状の金型に、機械的攪拌によって発泡させた発泡体原料を注入し、反応硬化させるか、又は金型に発泡体原料を注入し、不活性ガスを混入し、かつ機械的攪拌を加えながら、該発泡体原料を反応硬化させることによって製造される。
上記方法により得られた弾性層の表面には発泡により形成されたピンホールによる凹みが存在することから、最終的に得られる導電性ローラの表面を平滑にするために、該弾性層の表面に塗膜を施す手法や、弾性層と塗膜との間に中間層を設ける手法が採られてきた。
Conventionally, a conductive roller having an elastic layer made of polyurethane foam is known as one of conductive rollers used in an electrophotographic copying apparatus or the like (Patent Document 1). The elastic layer made of the polyurethane foam is pre-arranged with a shaft made of metal, etc., and the preheated inner surface is injected with a foam raw material foamed by mechanical stirring into a cylindrical mold, or is reaction-cured, Alternatively, it is produced by injecting a foam raw material into a mold, mixing an inert gas, and subjecting the foam raw material to reaction hardening while adding mechanical stirring.
Since the surface of the elastic layer obtained by the above method has a dent due to pinholes formed by foaming, in order to smooth the surface of the finally obtained conductive roller, the surface of the elastic layer is A technique for applying a coating film and a technique for providing an intermediate layer between the elastic layer and the coating film have been employed.
しかしながら、当該弾性層に塗膜を施す方法では、塗膜が凹みに落ち込むため、一回の塗装では表面が平滑とならず、塗装工程を繰り返す必要があるため、導電性ローラの製造工程が煩雑となるという問題があった。また、弾性層と塗膜との間に中間層を設ける方法でも、中間層を設ける工程が別途必要となるため、同様に導電性ローラの製造工程が煩雑となるという問題があった。 However, in the method of applying a coating film to the elastic layer, since the coating film falls into the dent, the surface is not smoothed by one coating, and it is necessary to repeat the coating process, so the manufacturing process of the conductive roller is complicated. There was a problem of becoming. Further, the method of providing the intermediate layer between the elastic layer and the coating film also requires a separate step of providing the intermediate layer, and thus there is a problem that the manufacturing process of the conductive roller is similarly complicated.
そこで、本発明は、上記従来の問題を解決し、従来の導電性ローラの製造工程よりも簡略化した工程で製造され、かつ平滑なローラ表面を有する導電性ローラを提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-described conventional problems and to provide a conductive roller having a smooth roller surface that is manufactured by a process that is simpler than that of a conventional conductive roller. .
本発明者らは上記目的を達するために鋭意検討を行った結果、弾性層表面のピンホール径、ピンホールの存在数、弾性層表面付近の密度勾配を規定することによって、塗装を繰り返したり、弾性層と塗膜との間に中間層を設けたりしなくても平滑なローラ表面を得ることができることを見出し、本発明を完成させた。 As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventors have repeatedly applied the coating by defining the pinhole diameter on the elastic layer surface, the number of pinholes present, and the density gradient near the elastic layer surface, It has been found that a smooth roller surface can be obtained without providing an intermediate layer between the elastic layer and the coating film, and the present invention has been completed.
すなわち、本発明の導電性ローラは、ポリウレタン発泡体からなる弾性層を備える導電性ローラにおいて、該弾性層の表面から深さ0.05mmまでの部分の密度勾配が単調減少しており、該弾性層表面に存在するピンホールの径が0.10mm以下であり、該ピンホールの存在数が4個／mm2以下であることを特徴とする。 That is, in the conductive roller of the present invention, in the conductive roller having an elastic layer made of polyurethane foam, the density gradient of the portion from the surface of the elastic layer to a depth of 0.05 mm is monotonously reduced. diameter of the pinhole on the surface is not more than 0.10 mm, and wherein the existence number of the pinholes is 4 / mm 2 or less.
本発明の導電性ローラの好適例においては、前記弾性層の表面から深さ0.05mmのところでの密度が0.75g/cm3〜0.99g/cm3であることを特徴とする。 In a preferable embodiment of the conductive roller of the present invention, the density of at a depth of 0.05mm from the surface of the elastic layer is characterized by a 0.75g / cm 3 ~0.99g / cm 3 .
本発明の導線性ローラの好適例においては、前記弾性層のポリウレタン発泡体が独立気泡を有することを特徴とする。 In a preferred embodiment of the conductive roller of the present invention, the polyurethane foam of the elastic layer has closed cells.
本発明の導電性ローラの好適例においては、前記弾性層上に１〜５層の塗膜を有することを特徴とする。 In a preferred example of the conductive roller of the present invention, 1 to 5 coating films are provided on the elastic layer.
本発明の導電性ローラの好適例においては、表面粗さ（Ra）が0.3〜2.0μmであることを特徴とする。 In a preferred example of the conductive roller of the present invention, the surface roughness (Ra) is 0.3 to 2.0 μm.
本発明の導電性ローラの好適例においては、静止抵抗値が103〜109Ωであることを特徴とする。 In a preferred example of the conductive roller of the present invention, the static resistance value is 10 3 to 10 9 Ω.
本発明の導電性ローラの好適例においては、アスカーＣ硬度が20〜80°であることを特徴とする。 In a preferred example of the conductive roller of the present invention, the Asker C hardness is 20 to 80 °.
本発明によれば、ポリウレタン発泡体からなる弾性層を備える導電性ローラにおいて、従来より製造工程を簡略化しても平滑なローラ表面を得ることができるという有利な効果を奏する。 According to the present invention, in a conductive roller having an elastic layer made of polyurethane foam, there is an advantageous effect that a smooth roller surface can be obtained even if the manufacturing process is simplified.
以下、本発明の導電性ローラの詳細について説明する。本発明の導電性ローラは、ポリウレタン発泡体からなる弾性層を具える導電性ローラにおいて、該弾性層の表面から深さ0.05mmまでの部分の密度勾配が単調減少しており、該弾性層表面に存在するピンホールの径が0.10mm以下であり、該弾性層表面における該ピンホールの存在数が4個／mm2以下であることを特徴とする。 Hereinafter, details of the conductive roller of the present invention will be described. The conductive roller of the present invention is a conductive roller comprising an elastic layer made of polyurethane foam, wherein the density gradient of the portion from the surface of the elastic layer to a depth of 0.05 mm is monotonously reduced, and the surface of the elastic layer diameter of the pin hole exists in is not more than 0.10 mm, and wherein the existence number of the pin holes in the elastic layer surface is 4 or / mm 2 or less.
本発明の導電性ローラは、ポリウレタン発泡体からなる弾性層を備え、該弾性層の表面から深さ0.05mmまでの部分の密度勾配が単調減少していることを特徴とする。このように、弾性層の表面から深さ0.05mmまでの部分の密度勾配が単調減少していることで、発泡体としての柔らかさを維持することができ、ひいては平滑なローラ表面を得ることができる。なお、導電性ローラとしての表面の平滑性及び均一性の観点から、該弾性層の表面から深さ0.05mmのところでの密度が、0.75g/cm3〜0.99g/cm3であることが好ましく、0.89〜0.99g/cm3がより好ましい。 The conductive roller of the present invention includes an elastic layer made of a polyurethane foam, and a density gradient in a portion from the surface of the elastic layer to a depth of 0.05 mm is monotonously reduced. In this way, the density gradient of the portion from the surface of the elastic layer to the depth of 0.05 mm monotonously decreases, so that the softness as a foam can be maintained, and consequently a smooth roller surface can be obtained. it can. In view of the surface smoothness and uniformity of the conductive roller, that the density of at a depth of 0.05mm from the surface of the elastic layer is 0.75g / cm 3 ~0.99g / cm 3 preferably 0.89 to 0.99 g / cm 3 is more preferable.
さらに、本発明の上記導電性ローラは、上記弾性層表面に存在するピンホールの径が0.10mm以下であり、該弾性層表面における該ピンホールの存在数が4個／mm2以下であることを要する。このように、ピンホールの径とピンホールの存在数を上記のように規定することによって、弾性層の塗装工程の際にピンホールの凹みに塗膜が落ち込むのを防ぐことができ、塗装工程の回数を従来より少なくしても、平滑な表面を有するローラを得ることができる。なお、より平滑な表面が得られるという観点から、ピンホールの径は0.06mm以下が好ましい。また、同様の理由により、ピンホールの存在数が2.5個／mm2以下であることが好ましい。 Furthermore, in the conductive roller of the present invention, the diameter of pinholes existing on the elastic layer surface is 0.10 mm or less, and the number of pinholes existing on the elastic layer surface is 4 / mm 2 or less. Cost. Thus, by prescribing the pinhole diameter and the number of pinholes as described above, the coating layer can be prevented from dropping into the pinhole recess during the coating process of the elastic layer. Even if the number of times is less than that of the prior art, a roller having a smooth surface can be obtained. From the viewpoint that a smoother surface can be obtained, the pinhole diameter is preferably 0.06 mm or less. For the same reason, the number of pinholes is preferably 2.5 / mm 2 or less.
また、本発明の導電性ローラにおいては、上記弾性層が独立気泡を有するのが好ましい。独立気泡を有する弾性層を形成することによって、圧縮永久歪みが良好となり、かつ塗装工程で弾性層表面に塗装しやすくなる。 In the conductive roller of the present invention, it is preferable that the elastic layer has closed cells. By forming the elastic layer having closed cells, the compression set becomes good and the surface of the elastic layer can be easily applied in the coating process.
上記弾性層を構成するポリウレタン発泡体の原料は、イソシアネート成分とポリオール成分から構成される。イソシアネート成分としては、芳香族イソシアネート又はその誘導体、脂肪族イソシアネート又はその誘導体、脂環族イソシアネート又はその誘導体が用いられる。これらの中でも芳香族イソシアネート又はその誘導体が好ましく、特にトリレンジイソシアネート又はその誘導体、ジフェニルメタンジイソシアネート又その誘導体が好適に用いられる。トリレンジイソシアネート又はその誘導体としては、粗製トリレンジイソシアネート，２，４−トリレンジイソシアネート，２，６−トリレンジイソシアネート，２，４−トリレンジイソシアネートと２，６−トリレンジイソシアネートとの混合物，これらのウレア変性物，ビュレット変性物，カルボジイミド変性物等が用いられる。さらに、トリレンジイソシアネート又はその誘導体を変性して得られた誘導体、例えばポリオール等で変性したウレタン変性物なども用いることができる。ジフェニルメタンジイソシアネート又はその誘導体としては、例えばジアミノジフェニルメタン又はその誘導体をホスゲン化して得られたジフェニルメタンジイソシアネート又はその誘導体が用いられる。ジアミノジフェニルメタンの誘導体としては多核体などがあり、ジアミノジフェニルメタンから得られた純ジフェニルメタンジイソシアネート、ジアミノジフェニルメタンの多核体から得られたポリメリック・ジフェニルメタンジイソシアネートなどを用いることができる。ポリメリック・ジフェニルメタンジイソシアネートの官能基数については、通常純ジフェニルメタンジイソシアネートと様々な官能基数のポリメリック・ジフェニルメタンジイソシアネートとの混合物が用いられ、平均官能基数が好ましくは２.０５〜４.００、より好ましくは２.５０〜３.５０のものが用いられる。またこれらのジフェニルメタンジイソシアネート又はその誘導体を変性して得られた誘導体、例えばポリオール等で変性したウレタン変性物，ウレチジオン形成による二量体，イソシアヌレート変性物，カルボジイミド／ウレトンイミン変性物，アロハネート変性物，ウレア変性物，ビュレット変性物なども用いることができる。また、数種類のジフェニルメタンジイソシアネートやその誘導体をブレンドして用いることもできる。 The polyurethane foam constituting the elastic layer is composed of an isocyanate component and a polyol component. As the isocyanate component, aromatic isocyanate or a derivative thereof, aliphatic isocyanate or a derivative thereof, and alicyclic isocyanate or a derivative thereof are used. Among these, aromatic isocyanate or a derivative thereof is preferable, and tolylene diisocyanate or a derivative thereof, diphenylmethane diisocyanate or a derivative thereof is particularly preferably used. Tolylene diisocyanate or derivatives thereof include crude tolylene diisocyanate, 2,4-tolylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate, a mixture of 2,4-tolylene diisocyanate and 2,6-tolylene diisocyanate, these These are urea-modified products, burette-modified products, carbodiimide-modified products, and the like. Furthermore, derivatives obtained by modifying tolylene diisocyanate or derivatives thereof, for example, urethane-modified products modified with polyol or the like can also be used. As diphenylmethane diisocyanate or a derivative thereof, for example, diphenylmethane diisocyanate or a derivative thereof obtained by phosgenating diaminodiphenylmethane or a derivative thereof is used. Examples of the derivatives of diaminodiphenylmethane include polynuclear bodies, and pure diphenylmethane diisocyanate obtained from diaminodiphenylmethane, polymeric diphenylmethane diisocyanate obtained from a polynuclear body of diaminodiphenylmethane, and the like can be used. Regarding the number of functional groups of polymeric diphenylmethane diisocyanate, a mixture of pure diphenylmethane diisocyanate and polymeric diphenylmethane diisocyanate having various functional groups is usually used, and the average number of functional groups is preferably 2.05 to 4.00, more preferably 2.0. The thing of 50-3.50 is used. Derivatives obtained by modifying these diphenylmethane diisocyanates or their derivatives, such as urethane modified products modified with polyols, dimers formed by uretidione, isocyanurate modified products, carbodiimide / uretonimine modified products, allophanate modified products, urea Modified products, burette modified products, and the like can also be used. Also, several types of diphenylmethane diisocyanate and its derivatives can be blended and used.
ポリウレタン原料を構成するポリオール成分としては、エチレンオキサイドとプロピレンオキサイドとを付加重合したポリエーテルポリオール，ポリテトラメチレンエーテルグリコール，酸成分とグリコール成分を縮合したポリエステルポリオール，カプロラクトンを開環重合したポリエステルポリオール，ポリカーボネートジオール等を用いることができる。エチレンオキサイドとプロピレンオキサイドとを付加重合したポリエーテルポリオールは、例えば、水，プロピレングリコール，エチレングリコール，グリセリン，トリメチロールプロパン，ヘキサントリオール，トリエタノールアミン，ジグリセリン，ペンタエリスリトール，エチレンジアミン，メチルグルコジット，芳香族ジアミン，ソルビトール，ショ糖，リン酸等を出発物質とし、エチレンオキサイドとプロピレンオキサイドを付加重合したものを挙げることができるが、特に、水，プロピレングリコール，エチレングリコール，グリセリン，トリメチロールプロパン，ヘキサントリオールを出発物質としたものが好適である。付加するエチレンオキサイドとプロピレンオキサイドの比率やミクロ構造については、エチレンオキサイドの比率が２〜９５質量％が好ましく、より好ましくは５〜９０質量％である。このポリエーテルポリオールの分子量は、水，プロピレングリコール，エチレングリコールを出発物質とする場合は２官能となり、重量平均分子量で３００〜６０００の範囲のものが好ましく、特に４００〜３０００の範囲のものが好ましい。また、グリセリン，トリメチロールプロパン，ヘキサントリオールを出発物質とする場合は３官能となり、重量平均分子量で３００〜７０００の範囲のものが好ましく、特に４００〜５０００の範囲のものが好ましい。また、２官能のポリオールと３官能のポリオールを適宜ブレンドして用いることもできる。 Polyol components constituting the polyurethane raw materials include polyether polyols obtained by addition polymerization of ethylene oxide and propylene oxide, polytetramethylene ether glycol, polyester polyols obtained by condensing acid components and glycol components, polyester polyols obtained by ring-opening polymerization of caprolactone, Polycarbonate diol or the like can be used. Polyether polyols obtained by addition polymerization of ethylene oxide and propylene oxide are, for example, water, propylene glycol, ethylene glycol, glycerin, trimethylolpropane, hexanetriol, triethanolamine, diglycerin, pentaerythritol, ethylenediamine, methylglucotite, Examples include aromatic diamines, sorbitol, sucrose, phosphoric acid, etc. as starting materials, and addition polymerization of ethylene oxide and propylene oxide. Especially, water, propylene glycol, ethylene glycol, glycerin, trimethylolpropane, Those starting from hexanetriol are preferred. About the ratio and the microstructure of ethylene oxide and propylene oxide to be added, the ratio of ethylene oxide is preferably 2 to 95% by mass, more preferably 5 to 90% by mass. The molecular weight of the polyether polyol is bifunctional when water, propylene glycol, or ethylene glycol is used as a starting material, and preferably has a weight average molecular weight in the range of 300 to 6000, particularly preferably in the range of 400 to 3000. . When glycerin, trimethylolpropane, and hexanetriol are used as starting materials, they are trifunctional and preferably have a weight average molecular weight in the range of 300 to 7000, particularly preferably in the range of 400 to 5000. Further, a bifunctional polyol and a trifunctional polyol can be appropriately blended and used.
ポリウレタン原料の硬化反応に用いる触媒としては、トリエチルアミン，ジメチルシクロヘキシルアミン等のモノアミン類、テトラメチルエチレンジアミン，テトラメチルプロパンジアミン，テトラメチルヘキサンジアミン等のジアミン類、ペンタメチルジエチレントリアミン，ペンタメチルジプロピレントリアミン，テトラメチルグアニジン等のトリアミン類、トリエチレンジアミン，ジメチルピペラジン，メチルエチルピペラジン，メチルモルホリン，ジメチルアミノエチルモルホリン，ジメチルイミダゾール等の環状アミン類、ジメチルアミノエタノール，ジメチルアミノエトキシエタノール，トリメチルアミノエチルエタノールアミン，メチルヒドロキシエチルピペラジン，ヒドロキシエチルモルホリン等のアルコールアミン類、ビス（ジメチルアミノエチル）エーテル，エチレングリコールビス（ジメチル）アミノプロピルエーテル等のエーテルアミン類、スタナスオクトエート，ジブチル錫ジアセテート，ジブチル錫ジラウレート，ジブチル錫マーカプチド，ジブチル錫チオカルボキシレート，ジブチル錫ジマレエート，ジオクチル錫マーカプチド，ジオクチル錫チオカルボキシレート，フェニル水銀プロピオン酸塩，オクテン酸鉛等の有機金属化合物などが挙げられる。これらの触媒は単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。 Catalysts used for the curing reaction of polyurethane raw materials include monoamines such as triethylamine and dimethylcyclohexylamine, diamines such as tetramethylethylenediamine, tetramethylpropanediamine and tetramethylhexanediamine, pentamethyldiethylenetriamine, pentamethyldipropylenetriamine, tetra Triamines such as methylguanidine, cyclic amines such as triethylenediamine, dimethylpiperazine, methylethylpiperazine, methylmorpholine, dimethylaminoethylmorpholine, dimethylimidazole, dimethylaminoethanol, dimethylaminoethoxyethanol, trimethylaminoethylethanolamine, methylhydroxy Alcohol amines such as ethyl piperazine and hydroxyethyl morpholine; (Dimethylaminoethyl) ether, ether amines such as ethylene glycol bis (dimethyl) aminopropyl ether, stannous octoate, dibutyltin diacetate, dibutyltin dilaurate, dibutyltin marker peptide, dibutyltin thiocarboxylate, dibutyltin dimaleate, Examples thereof include organometallic compounds such as dioctyl tin marker peptide, dioctyl tin thiocarboxylate, phenylmercury propionate, and lead octenoate. These catalysts may be used alone or in combination of two or more.
上記ポリウレタン発泡体原料に導電剤を加えることによって、得られるポリウレタン弾性層の導電性を調整することができる。導電剤にはイオン導電剤と電子導電剤がある。イオン導電剤としては、テトラエチルアンモニウム，テトラブチルアンモニウム，ラウリルトリメチルアンモニウム等のドデシルトリメチルアンモニウム，ヘキサデシルトリメチルアンモニウム，ステアリルトリメチルアンミニウム等のオクタデシルトリメチルアンモニウム，ベンジルトリメチルアンモニウム，変性脂肪族ジメチルエチルアンモニウム等のアンモニウムの過塩素酸塩，塩素酸塩，塩酸塩，臭素酸塩，ヨウ素酸塩，ホウフッ化水素酸塩，硫酸塩，アルキル硫酸塩，カルボン酸塩，スルホン酸塩などの有機イオン導電剤；リチウム，ナトリウム，カルシウム，マグネシウム等のアルカリ金属又はアルカリ土類金属の過塩素酸塩，塩素酸塩，塩酸塩，臭素酸塩，ヨウ素酸塩，ホウフッ化水素酸塩，トリフルオロメチル硫酸塩，スルホン酸塩などの無機イオン導電剤が挙げられる。電子導電剤としては、ケッチェンブラック，アセチレンブラック等の導電性カーボンブラック；ＳＡＦ，ＩＳＡＦ，ＨＡＦ，ＦＥＦ，ＧＰＦ，ＳＲＦ，ＦＴ，ＭＴ等のゴム用カーボンブラック；酸化カーボンブラック等のインク用カーボンブラック，熱分解カーボンブラック，グラファイト；酸化スズ，酸化チタン，酸化亜鉛等の導電性金属酸化物；ニッケル，銅等の金属；カーボンウイスカー，黒鉛ウイスカー，炭化チタンウイスカー，導電性チタン酸カリウムウイスカー，導電性チタン酸バリウムウイスカー，導電性酸化チタンウイスカー，導電性酸化亜鉛ウイスカー等の導電性ウイスカーなどが挙げられる。 By adding a conductive agent to the polyurethane foam raw material, the conductivity of the resulting polyurethane elastic layer can be adjusted. The conductive agent includes an ionic conductive agent and an electronic conductive agent. Examples of ionic conductive agents include dodecyltrimethylammonium such as tetraethylammonium, tetrabutylammonium and lauryltrimethylammonium, octadecyltrimethylammonium such as hexadecyltrimethylammonium and stearyltrimethylammonium, ammonium such as benzyltrimethylammonium and modified aliphatic dimethylethylammonium. Organic ionic conducting agents such as perchlorate, chlorate, hydrochloride, bromate, iodate, borofluoride, sulfate, alkylsulfate, carboxylate, sulfonate; Perchlorate, chlorate, hydrochloride, bromate, iodate, borofluoride, trifluoromethyl sulfate, sulfate of alkali metal or alkaline earth metal such as sodium, calcium, magnesium Inorganic ion conductive agent such as phosphate salts. Examples of electronic conductive agents include conductive carbon blacks such as ketjen black and acetylene black; carbon blacks for rubber such as SAF, ISAF, HAF, FEF, GPF, SRF, FT, and MT; carbon blacks for ink such as oxidized carbon black , Pyrolytic carbon black, graphite; conductive metal oxides such as tin oxide, titanium oxide and zinc oxide; metals such as nickel and copper; carbon whisker, graphite whisker, titanium carbide whisker, conductive potassium titanate whisker, conductive Examples thereof include conductive whiskers such as barium titanate whiskers, conductive titanium oxide whiskers, and conductive zinc oxide whiskers.
ポリウレタン発泡体の原料には、上記導電剤の他に無機炭酸塩等の充填材、シリコーン整泡剤や各種界面活性剤等の整泡剤、フェノールやフェニルアミン等の酸化防止剤、低摩擦化剤、電荷調整剤などを添加することができる。シリコーン整泡剤としては、ジメチルポリシロキサン−ポリオキシアルキレン共重合物等が好適に用いられ、分子量３５０〜１５０００のジメチルポリシロキサン部分と分子量２００〜４０００のポリオキシアルキレン部分からなるものが特に好ましい。ポリオキシアルキレン部分の分子構造は、エチレンオキサイドの付加重合物やエチレンオキサイドとプロピレンオキサイドとの共付加重合物が好ましく、その分子末端をエチレンオキサイドとすることも好ましい。界面活性剤としては、カチオン性界面活性剤，アニオン性界面活性剤，両性等のイオン系界面活性剤や各種ポリエーテル，各種ポリエステル等のノニオン性界面活性剤が挙げられる。シリコーン整泡剤や各種界面活性剤の配合量は、発泡体原料１００質量部に対して0.１〜１０質量部とすることが好ましく、0.５〜５質量部とすることがさらに好ましい。 In addition to the above conductive agents, polyurethane foam materials include fillers such as inorganic carbonates, foam stabilizers such as silicone foam stabilizers and various surfactants, antioxidants such as phenol and phenylamine, and low friction An agent, a charge control agent, etc. can be added. As the silicone foam stabilizer, a dimethylpolysiloxane-polyoxyalkylene copolymer or the like is suitably used, and those composed of a dimethylpolysiloxane moiety having a molecular weight of 350 to 15000 and a polyoxyalkylene moiety having a molecular weight of 200 to 4000 are particularly preferable. The molecular structure of the polyoxyalkylene moiety is preferably an addition polymer of ethylene oxide or a co-addition polymer of ethylene oxide and propylene oxide, and its molecular terminal is preferably ethylene oxide. Examples of the surfactant include cationic surfactants, anionic surfactants, ionic surfactants such as amphoteric, and nonionic surfactants such as various polyethers and various polyesters. The blending amount of the silicone foam stabilizer and various surfactants is preferably 0.1 to 10 parts by mass, and more preferably 0.5 to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the foam raw material.
上記発泡体を製造する方法としては、メカニカルフロス法、水発泡法、発泡剤フロス法などがあるが、本発明においてはメカニカルフロス法を用いることが好ましい。メカニカルフロス法により発泡体ローラを製造するには、あらかじめ金属製等のシャフトを配置し、予熱した内面が円筒状の金型に、機械的攪拌により発泡させた発泡体原料を注入し、反応硬化させるか、あるいは金型に発泡体原料を注入し、不活性ガスを混入しながらかつ機械的攪拌を加えながら反応硬化させればよい。ここで、メカニカルフロス法において用いる不活性ガスは、ポリウレタン反応において不活性なガスであればよく、ヘリウム，アルゴン，キセノン，ラドン，クリプトン等の狭義の不活性ガスの他、窒素，二酸化炭素，乾燥空気等のポリイソシアネートと反応しない気体が挙げられる。 Examples of the method for producing the foam include a mechanical floss method, a water foam method, and a foaming agent floss method. In the present invention, it is preferable to use the mechanical floss method. In order to manufacture a foam roller by the mechanical floss method, a shaft made of metal or the like is arranged in advance, and a foam raw material foamed by mechanical stirring is injected into a mold having a preheated inner surface, and reaction hardening is performed. Alternatively, the foam raw material may be poured into a mold and reacted and cured while mixing an inert gas and adding mechanical agitation. Here, the inert gas used in the mechanical froth method may be an inert gas in the polyurethane reaction. In addition to inert gases in a narrow sense such as helium, argon, xenon, radon, krypton, nitrogen, carbon dioxide, drying The gas which does not react with polyisocyanate, such as air, is mentioned.
本発明の導電性ローラは、前記弾性層上に１〜５層の塗膜を有することが好ましい。このような範囲の層数の塗膜を有することにより、表面粗さ、抵抗、硬度、クラウン形状等を任意に制御できる。また、製造工程の簡略化の観点から、塗膜の層数は、１〜２層であるのが好ましい。 The conductive roller of the present invention preferably has 1 to 5 coating films on the elastic layer. By having a coating film with the number of layers in such a range, the surface roughness, resistance, hardness, crown shape and the like can be arbitrarily controlled. Moreover, it is preferable that the number of layers of a coating film is 1-2 layers from a viewpoint of the simplification of a manufacturing process.
該塗膜の材料としては、特に限定されるものではないが、水系塗料及び溶剤系塗料を用いることができる。
水系塗料としては、水溶性タイプ、エマルジョンタイプ、サスペンジョンタイプ等のいずれのタイプでもよく、また、カルボキシル基、水酸基、アミノ基等の活性水素を有する水系塗料が好ましい。該水系塗料としては、ポリエステル系、アクリル系、ウレタン系、ポリジオキソラン等の温水可溶性の樹脂が挙げられ、これらの中でもアクリル樹脂が好ましい。該アクリル樹脂としては、特に限定されるものではないが、ガラス転移温度が-60〜-20℃のものが好ましく、-50℃〜10℃のものが更に好ましい。また、上記アクリル樹脂には、熱可塑性タイプを、自己架橋、メラミン架橋、イソシアネート架橋等の架橋タイプとがあるが、上記ガラス転移温度の範囲内のものであれば、いずれのタイプのものでもよく、塗膜形成工程上及び硬度の面から熱可塑性タイプが好ましい。
溶剤系塗料としては、特に限定されるものではないが、ナイロン、ポリエステル、ウレタン変性アクリル樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、尿素樹脂、フッ素樹脂等の樹脂を用いることができる。
これらの水系塗料及び溶剤系塗料の中でも、導電性ローラの表面平滑性や感光ドラムとの低密着性の観点からフッ素樹脂が好ましい。
The material for the coating film is not particularly limited, and water-based paints and solvent-based paints can be used.
The water-based paint may be any type such as a water-soluble type, an emulsion type, and a suspension type, and a water-based paint having active hydrogen such as a carboxyl group, a hydroxyl group, and an amino group is preferable. Examples of the water-based paint include warm water-soluble resins such as polyester-based, acrylic-based, urethane-based, and polydioxolane. Among these, acrylic resins are preferable. The acrylic resin is not particularly limited, but preferably has a glass transition temperature of -60 to -20 ° C, more preferably -50 ° C to 10 ° C. In addition, the acrylic resin includes thermoplastic types such as self-crosslinking, melamine crosslinking, and isocyanate crosslinking, and any type may be used as long as it is within the glass transition temperature range. The thermoplastic type is preferred in terms of the coating film forming process and hardness.
The solvent-based paint is not particularly limited, and resins such as nylon, polyester, urethane-modified acrylic resin, phenol resin, acrylic resin, epoxy resin, urethane resin, urea resin, and fluorine resin can be used.
Among these water-based paints and solvent-based paints, a fluororesin is preferable from the viewpoint of surface smoothness of the conductive roller and low adhesion to the photosensitive drum.
塗膜を形成する方法としては、特に限定されるものではなく、塗膜を形成する各成分を含む塗料を調整し、該塗料をディッピング法やスプレー法により塗布する方法が好ましく用いられる。 The method for forming the coating film is not particularly limited, and a method of preparing a coating material containing each component for forming the coating film and applying the coating material by dipping or spraying is preferably used.
また、本発明の導電性ローラにおいては、ローラの表面粗さ（Ra）が0.3〜2.0μmであるのが好ましい。Raがこの範囲であれば、十分良好な画像を得ることができる。 In the conductive roller of the present invention, the surface roughness (Ra) of the roller is preferably 0.3 to 2.0 μm. If Ra is within this range, a sufficiently good image can be obtained.
本発明の導電性ローラは、良好な画像を得るという観点から、静止抵抗値が103〜109Ωであるのが好ましく、105〜107Ωがより好ましい。 From the viewpoint of obtaining a good image, the conductive roller of the present invention preferably has a static resistance value of 10 3 to 10 9 Ω, more preferably 10 5 to 10 7 Ω.
また、本発明の導電性ローラは、良好な画像を得るという観点から、アスカーＣ硬度が20〜80°であるのが好ましく、40〜70°がより好ましい。 Further, from the viewpoint of obtaining a good image, the conductive roller of the present invention preferably has an Asker C hardness of 20 to 80 °, more preferably 40 to 70 °.
以下に実施例を挙げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明は下記の実施例に何ら限定されるものではない。 The present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but the present invention is not limited to the following examples.
実施例
ポリエーテルポリオールによりプレポリマー化されたNOC含有率6.7％のポリオール変性トリレンジイソシアネートであるイソシアネート成分１００質量部と、導電性カーボンブラック２．０質量部、水酸基価37.0mgKOH、平均官能基数３のポリエーテルポリオール２１質量部、水酸基価388mgKOH、平均官能基数３のポリエーテルポリオール１９質量部、水酸基価34mgKOHの反応性シリコーン整泡剤（ポリジメチルシロキサン／ポリエチレンオキサイド共重合体）５質量部、過塩素酸ナトリウム０．３質量部及びジブチル錫ジラウレート０．２質量部とを混合し、ポリウレタン原料を調製した。このポリウレタン原料をメカニカルフロス法により発泡させた。この発泡ポリウレタン原料を、金属軸がセットされた金型に注型することにより、軸の周囲にウレタン発泡体の弾性層を有する基材を形成させた。なお、得られたウレタン発泡体の発泡倍率は1.6倍であった。得られた基材に、ポリウレタン樹脂１００質量部、カーボンブラック３５質量部、ウレタン粒子１０質量部、メチルエチルケトン３５０質量部、及びイソシアネート硬化剤２０質量部からなる溶剤系塗料をディッピング塗装法により塗装して導電性ローラを得た。得られた導電性ローラの弾性層表面のピンホール径（最大）は0.031mm、ピンホールの存在数は2.8個/mm2、弾性層の表面から深さ0.05mmのところでの密度は0.85g/cm3であった。また、得られた導電性ローラのアスカーＣ硬度は65°、静止抵抗値（印加電圧100V）は2x106Ω、表面粗さ（Ｒａ）は1.3μmであった。
得られたローラの画像評価を以下の方法に従って行った。すなわち、HP製レーザービームプリンターLaserjet 4050にてベタ黒を印刷し、得られた画像を目視で評価した。その結果、形成された画像にムラがないことが確認された。
Example 100 parts by mass of an isocyanate component which is a polyol-modified tolylene diisocyanate having a NOC content of 6.7% prepolymerized with a polyether polyol, 2.0 parts by mass of conductive carbon black, a hydroxyl value of 37.0 mgKOH, an average number of functional groups of 3 21 parts by weight of a polyether polyol, 19 parts by weight of a polyether polyol having a hydroxyl value of 388 mgKOH, 5 parts by weight of a reactive silicone foam stabilizer (polydimethylsiloxane / polyethylene oxide copolymer) having a hydroxyl value of 34 mgKOH, A polyurethane raw material was prepared by mixing 0.3 part by mass of sodium chlorate and 0.2 part by mass of dibutyltin dilaurate. This polyurethane raw material was foamed by a mechanical floss method. This foamed polyurethane raw material was cast into a mold on which a metal shaft was set, thereby forming a base material having an elastic layer of urethane foam around the shaft. The foaming ratio of the obtained urethane foam was 1.6 times. A solvent-based paint consisting of 100 parts by mass of polyurethane resin, 35 parts by mass of carbon black, 10 parts by mass of urethane particles, 350 parts by mass of methyl ethyl ketone, and 20 parts by mass of an isocyanate curing agent is applied to the obtained base material by dipping coating. A conductive roller was obtained. Pinhole diameter of the elastic layer surface of the obtained conductive roller (maximum) is 0.031 mm, the number of existing pinholes 2.8 pieces / mm 2, the density of at a depth of 0.05mm from the surface of the elastic layer 0.85 g / cm 3 . The obtained conductive roller had an Asker C hardness of 65 °, a static resistance value (applied voltage of 100 V) of 2 × 10 6 Ω, and a surface roughness (Ra) of 1.3 μm.
Image evaluation of the obtained roller was performed according to the following method. That is, solid black was printed with an HP laser beam printer Laserjet 4050, and the obtained images were visually evaluated. As a result, it was confirmed that the formed image was not uneven.
比較例１
ポリエーテルポリオールによりプレポリマー化されたNOC含有率6.7％のポリオール変性トリレンジイソシアネートであるイソシアネート成分１００質量部と、導電性カーボンブラック２．０質量部、水酸基価282mgKOH、平均官能基数２のポリエーテルポリオール２０質量部、水酸基価388mgKOH、平均官能基数３のポリエーテルポリオール６質量部、水酸基価34mgKOHの反応性シリコーン整泡剤（ポリジメチルシロキサン／ポリエチレンオキサイド共重合体）５質量部、過塩素酸ナトリウム０．２質量部及びジブチル錫ジラウレート０．２質量部とを混合し、ポリウレタン原料を調製した。このポリウレタン原料を用いて、実施例１と同様の方法で導電性ローラを製造した。得られた導電性ローラの弾性層を構成する発泡体の発泡倍率は2倍であった。得られた導電性ローラの弾性層の表面上のピンホール径（最大）は0.045mm、ピンホールの存在数は11.6個/mm2、弾性層の表面から深さ0.05mmのところでの密度は0.68g/cm3であった。また、得られた導電性ローラのアスカーＣ硬度は60°、静止抵抗値（印加電圧100V）は2x106Ω、表面粗さ（Ｒａ）は2.2μmであった。得られたローラの画像評価を実施例１と同様にして行ったところ、画像ムラの発生が認められた。
Comparative Example 1
100 parts by mass of an isocyanate component which is a polyol-modified tolylene diisocyanate having a NOC content of 6.7% prepolymerized with a polyether polyol, 2.0 parts by mass of conductive carbon black, a hydroxyl value of 282 mg KOH, and an average functional group of 2 polyether 20 parts by mass of polyol, 6 parts by mass of a polyether polyol having a hydroxyl value of 388 mgKOH, 3 average functional groups, 5 parts by mass of a reactive silicone foam stabilizer (polydimethylsiloxane / polyethylene oxide copolymer) having a hydroxyl value of 34 mgKOH, sodium perchlorate A polyurethane raw material was prepared by mixing 0.2 part by mass and 0.2 part by mass of dibutyltin dilaurate. Using this polyurethane raw material, a conductive roller was produced in the same manner as in Example 1. The foaming ratio of the foam constituting the elastic layer of the obtained conductive roller was 2 times. Pinhole diameter on the surface of the elastic layer of the obtained conductive roller (maximum) is 0.045 mm, the number of existing pinholes 11.6 pieces / mm 2, the density of at a depth of 0.05mm from the surface of the elastic layer 0.68 g / cm 3 . The obtained conductive roller had an Asker C hardness of 60 °, a static resistance value (applied voltage of 100 V) of 2 × 10 6 Ω, and a surface roughness (Ra) of 2.2 μm. When the image evaluation of the obtained roller was performed in the same manner as in Example 1, the occurrence of image unevenness was observed.
比較例２
比較例１において、反応性シリコーン整泡剤を非反応性シリコーン整泡剤（ポリジメチルシロキサン／ポリエチレンオキサイド共重合体）に変更した以外は比較例１と同様の方法で導電性ローラを作製した。得られた導電性ローラの弾性層を構成する発泡体の発泡倍率は２倍であった。得られた導電性ローラの弾性層の表面上のピンホール径（最大）は0.136mm、ピンホールの存在数は4.4個/mm2、弾性層の表面から深さ0.05mmのところでの密度は0.46g/cm3であった。また、得られた導電性ローラのアスカーＣ硬度は60°、静止抵抗値（印加電圧100V）は2x106Ω、表面粗さ（Ｒａ）は1.9μmであった。得られた導電性ローラの画像評価を、実施例１と同様にして行ったところ、画像ムラの発生が認められた。
Comparative Example 2
A conductive roller was produced in the same manner as in Comparative Example 1 except that the reactive silicone foam stabilizer was changed to a non-reactive silicone foam stabilizer (polydimethylsiloxane / polyethylene oxide copolymer) in Comparative Example 1. The foam constituting the elastic layer of the obtained conductive roller had a foaming ratio of 2 times. The pinhole diameter (maximum) on the surface of the elastic layer of the obtained conductive roller is 0.136 mm, the number of pinholes is 4.4 / mm 2 , and the density at a depth of 0.05 mm from the surface of the elastic layer is 0.46. g / cm 3 . The obtained conductive roller had an Asker C hardness of 60 °, a static resistance value (applied voltage of 100 V) of 2 × 10 6 Ω, and a surface roughness (Ra) of 1.9 μm. When image evaluation of the obtained conductive roller was performed in the same manner as in Example 1, occurrence of image unevenness was observed.
Claims (7)
The conductive roller according to any one of claims 1 to 6, wherein Asker C hardness is 20 to 80 °.
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